专利名称：一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体地说，是关于一种快速培养反硝化颗粒污泥的 方法。
背景技术：
目前，无论在工业发达国家还是发展中国家，硝酸盐污染的问题都已迅速发展成 为一个重要的环境问题。对此，科学家提出了众多解决方法，其中，生物反硝化法由于可将 硝酸盐彻底还原为氮气，运行费用低，除氮效果高，并且可杜绝难以处置的化学污泥，因而 被认为是最有前途的脱氮方法。但是，传统的生物反硝化法反硝化速率小，所需反应器体积 庞大，建设费用高；不太适合于小规模及分散处理含硝酸盐(尤其是高浓度)的废水，为克 服该缺陷，业内有人发明了上流式污泥床(Upflow Sludge Blanket，USB)，采用该设备可通 过反应器内形成沉降性能良好的反硝化颗粒污泥，维持了反应器内高的污泥浓度，最终获 得高的反硝化效率，并且可以减小反应器体积。对于厌氧颗粒污泥工艺，漫长的启动周期也已经成为其应用的主要问题之一。启 动初期，接种污泥会出现上浮，造成有效菌种的大量流失，对于短期内污泥颗粒化进程影响 很大，一般需要6-8个月才能培养出厌氧颗粒污泥。我们多次接种絮状活性污泥培养反硝 化颗粒污泥过程后，发现了颗粒化过程的共同现象反应器内污泥上浮、细颗粒污泥出现、 细颗粒污泥长大至成熟颗粒污泥。培养初期由于活性污泥结构松散，大量微生物处于悬浮 状态，造成絮状污泥流失。细颗粒污泥出现以后，漂浮现象消失，但是由于污泥活性不高，产 气不足，污泥床容易出现短路沟流，故我们需解决这些问题。本发明成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂浮、污泥床沟流的问题，在 短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥。方法简单有效，采用的USB反应器结构 简单，成本低廉。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法，以减少颗粒污泥 的形成时间，缩短反应器的启动周期。本发明提供的快速培养反硝化颗粒污泥的方法为选取好氧或厌氧絮状活性污 泥，进行发酵水解处理，同时投加硝酸盐进行驯化，提高反硝化活性；预处理后的污泥接入 USB反应器后，进水负荷为0. 5-5. 0gN03-N L—1 cf1，C/N为3. 5-4. 0，并通过空气搅拌管来 解决培养过程中污泥上浮、污泥床沟流的问题。采用本发明提供的方法，既成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂浮、污 泥床沟流的问题，还能在短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥，并且该方法简 单有效。本发明提供的USB反应器结构简单，成本低廉，利于推广。
图1为本发明提供的上流式污泥床的结构示意图。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本 发明而非用于限定本发明的范围。如图1所示，本发明提供的上流式污泥床为在上流式污泥床USB上部安装有一空 气搅拌管1 (见附图1)，用来解决污泥漂浮问题；在池子底部安装有一进水/进气管2，在培 养初期系统产气不足时，通过该管进气，以进行搅拌，从而解决反应器沟流短路问题。在本发明的下述实施例中，污泥预处理主要包括以下步骤对接种的好氧或厌氧 絮状活性污泥进行发酵水解，控制温度为15-60°C，并适当加入硝酸盐进行驯化，如污泥大 量水解，细颗粒污泥出现，并有产气，则表明污泥调配工作结束，具体过程参见实施例。在本发明的下述实施例中，检测方法参照《水和废水监测分析方法》(中国环境科 学出版社，2002年，第四版)中的方法进行，具体为采用重铬酸钾法检测CODtt;采用紫外分 光光度法检测NO3-N ；采用重量法检测MLSS和MLVSS。实施例1、反硝化颗粒污泥培养某化工企业生产氨氮废水，经检测，其C/N(C0D/N03_N)比较低，二级生化后出水 的硝酸盐浓度比较高，因此，需要对其二级出水进行反硝化处理，为能更好地进行反硝化处 理，则需要先培养获得用于反硝化的颗粒污泥，具体培养过程如下1. 1、污泥预处理取20吨左右城市污水厂污泥倒进USB池内(有效容积为200m3)，于55°C进行水 解发酵处理，同时每天投加硝酸钾7-8kg，甲醇2-3kg，进行预驯化。污泥成细颗粒状，表面 出现产气迹象，表明预处理工作结束(下同)。1.2、颗粒污泥培养预处理工作结束后，USB反应器开始进水，处理水量为6000m3 · d—1，，NO3-N 浓度为10-50mg· L—1，外加甲醇作为补充碳源，调节C/N为3. 5-4.0，进水负荷为 0. 5-5. OgNO3-N · L-1 · cf1。启动系统进行颗粒污泥培养，在培养过程中，进行观测，结果如下系统开始运行后，少量污泥出现上浮流失，但在USB上部气管鼓气后大部分返回 至池底，污泥浓度(MLSS)由19. Ig · L-1降低至17. 8g · L-1 ；运行2周后，反应器内出现轻微沟流，之后适当通过进水管鼓气，破坏沟流；运行45天左右，池内出现成熟的颗粒污泥，出现的颗粒污泥粒径l_2mm， 黄色，形体饱满，结构密实，测得此时MLSS达到38. Ig · L—1，N污泥去除速率可达到 0. 12gN03-N · gVSS-1 · cf1。实施例2、反硝化颗粒污泥培养某地区地下水硝酸盐浓度高达150mg/L，严重超标，因此，需要对其进行反硝化处 理，为能更好地进行反硝化处理，则需要先培养获得用于反硝化的颗粒污泥，具体培养过程 如下2. 1、污泥预处理
将3吨絮状污泥置于太阳下，盖上塑料棚，于40°C进行水解发酵，同时每天投加 lkg硝酸钾、0. 6kg葡萄糖进行驯化。2. 2、颗粒污泥培养将预处理后的污泥接入USB (有效容积为20m3)内，处理水量为500m3 cf1，进水负 荷为0. 5-5. 0gN03-N L—1 cf1，以葡萄糖作为碳源，调节C/N为3. 5-4. 0。启动系统进行颗粒污泥培养，在培养过程中，进行观测，结果如下反应器进水后，污泥未出现上浮；运行半个月后，污泥产气明显，大气泡的搅动防止了污泥床沟流的发生；运行50天左右，池内出现成熟的颗粒污泥，粒径l_2mm，颜色为黄色；此时反 应器运行稳定，经检测，污泥浓度(MLSS)达到39. 2g L_1，N污泥去除速率达到0.13g N03-N gVSS-1 cf1。根据上述实施例的结果，使用本发明提供的方法，只需要45-50天即可获得用于 反硝化处理的成熟的颗粒污泥，远少于常规方法所需的培养时间。因此，使用本发明提供的方法，既成功解决了反硝化颗粒污泥培养过程中污泥漂 浮、污泥床沟流的问题，还能在短时间内成功培养出性能良好的反硝化颗粒污泥，并且该方 法简单有效。本发明提供的USB反应器结构简单，成本低廉，利于推广。
权利要求
一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法，其特征在于，选取合适的好氧或厌氧絮状活性污泥，进行预处理，污泥水解后非反硝化菌逐渐衰亡演变为“惰性固体”，成为反硝化菌附着生长的载体，加速了细颗粒污泥的出现，缩短了培养时间；预处理后的污泥接入USB反应器内，反应器上部以及进水管都设空气搅拌管，可以进一步解决污泥漂浮及沟流问题。
2.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法，其特征在于，对选用的絮 状活性污泥进行水解处理，温度为15-60°C，使污泥出现细颗粒状，变得密实，同时加入硝酸 盐对其进行驯化，使其具有一定反硝化活性。
3.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法，其特征在于，USB上部设有 空气搅拌管，预处理后的污泥接入反应器后，如仍有少量污泥出现上浮，可以通过鼓气的方 式使污泥回到反应器内。
4.根据权利要求1所述的快速培养反硝化颗粒污泥的方法，其特征在于，USB池子底部 进水管也可以通空气，以便解决培养过程中污泥床沟流短路问题。
全文摘要
本发明公开了一种快速培养反硝化颗粒污泥的方法。该技术特征是，对接种的好氧或厌氧絮状污泥进行预处理，加速细颗粒污泥形成，并使污泥具有一定活性，这样的污泥接种到上流式污泥床(Up flow Sludge Blanket，USB)后，漂浮很少，污泥床也较少出现沟流，反应器内短时间内即出现颗粒污泥。本发明的优点是，缩短了USB启动时间，快速培养出反硝化颗粒污泥；方法简单有效，可操作性强；成本低，易于推广，尤其适合大规模USB反应器启动。
文档编号C02F3/28GK101798142SQ20091020076
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者别红梅, 徐宏勇, 王 锋, 金锡标 申请人:华东理工大学